package com.atwulidun.floyd09;

import java.util.Arrays;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

public class Floyd {
    public static void main(String[] args) {
        char[] data = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};
        //邻接矩阵
        final int N = 65535;// 表示不可以连接
        int[][] dis = {
                {N, 5, 7, N, N, N, 2},
                {5, N, N, 9, N, N, 3},
                {7, N, N, N, 8, N, N},
                {N, 9, N, N, N, 4, N},
                {N, N, 8, N, N, 5, 4},
                {N, N, N, 4, 5, N, 6},
                {2, 3, N, N, 4, 6, N}};
        Graph graph = new Graph(data, dis);
    }
}

class Graph {
    private char[] data;
    // 初始值为邻接矩阵，最后更新完，保存的是各顶点间的最短距离
    private int[][] dis;
    // 前驱顶点矩阵
    // pre[i][j]是从起点i到终点j的最短路径中j的前驱节点。pre[i][j] == k 则说明，此条路径中j的前驱结点为k,从而转化为找i到k的最短路径，
    // 而pre[i][k]又是i到k最短路径中k的前驱结点。依次类推，一直往回找，知道pre[i][i]==i，便回溯到了起点i。
    // 这里跟Dijkstra算法是非常类似的
    private int[][] pre;

    public Graph(char[] data, int[][] dis) {
        // 对data和dis进行初始化
        this.data = new char[data.length];
        this.dis = new int[data.length][data.length];
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            this.data[i] = data[i];
            for (int j = 0; j < data.length; j++) {
                this.dis[i][j] = dis[i][j];
            }
        }
        // 对pre进行初始化
        pre = new int[data.length][data.length];
        for (int i = 0; i < pre.length; i++) {
            Arrays.fill(pre[i], i);
        }

        // 调用floyd方法
        floyd();
        printAllPathAndDistance();
    }

    private void floyd() {
        int len = 0;
        // 第一层循环表示中间顶点
        for (int k = 0; k < data.length; k++) {
            // 第二层循环表示起始顶点
            for (int i = 0; i < data.length; i++) {
                // 第三层循环表示终点顶点
                for (int j = 0; j < data.length; j++) {
                    len = dis[i][k] + dis[k][j];
                    if (len < dis[i][j]) {
                        dis[i][j] = len;
                        pre[i][j] = k;
                    }
                }
            }
        }
    }

    // 获取start到end的最短路径及其对应的距离
    private void printPathAndDistance(int start, int end) {
        // 定义一个栈来保存前驱顶点
        Deque<Character> stack = new LinkedList<>();
        int i = end;
        while (i != start) {
            // 先把当前顶点压入栈中
            stack.push(data[i]);
            // 获取前驱结点的坐标
            i = pre[start][i];
        }
        // 当i == start时跳出while循环
        System.out.print("顶点" + data[start] + "到顶点" + data[end] + "的最短路径为：" + data[start]);
        while (!stack.isEmpty()) {
            System.out.print("->" + stack.pop());
        }
        System.out.println("对应的最短路径为" + dis[start][end]);
    }

    // 获取所有顶点之间的最短路径及其对应的距离
    public void printAllPathAndDistance() {
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < data.length; j++) {
                printPathAndDistance(i, j);
            }
        }
    }
}
